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生态系统突变及早期信号研究取得进展

近日，英国Nature杂志报道了中科院南京地理与湖泊研究所研究人员联合英国Southampton大学以及荷兰Wageningen大学关于生态系统突变及其早期信号的重要研究成果。

生态系统变化往往存在突变点，即在长时间能量集聚之后会突然由一个稳定状态转变至另一个稳定状态。这种状态的转变往往让人始料未及，产生严重后果，并且难以恢复。例如北极湖泊的快速萎缩以及生态系统结构的变化、我国东部湖泊的蓝藻爆发等。在全球人类活动不断加强的大背景下，人们无法确定生态系统是否都在安全范围内运行，更难以预料生态系统的未来发展方向。

生态系统突变的早期信号提取研究有助于避免灾难性事件的发生，因此，对生态系统结构、抵抗力、反馈机制的研究成为生态学领域主攻的方向。

然而，当前大量研究主要基于临界放缓理论，且大部分结果也完全基于模型，并没有得到自然生态系统数据的检验，由此存在诸多的不确定性，对其理论基础在实际应用中是否合适一直存在争论。

该研究得到了科技部全球变化重大研究计划项目的资助，以云南洱海为例，采用古湖沼和现代湖泊监测数据并结合模型，分析研究了洱海富养化过程中生态系统结构的转换特点，探讨了湖泊生态系统突变的早期信号表征，揭示了在强烈干扰条件下，生态系统在突变前存在频繁波动特征，即flickering现象。该研究为生态系统发生突变的早期信号提取提供重要理论依据。研究同时认为，在评估生态系统安全性方面，应更加重视flickering现象的出现。该项研究为利用古湖沼学和模拟手段，开展复杂生态系统长期变化研究提供了新思路。

我国环境一号C星获取首幅影像图

12月9日，环境一号C星有效载荷首次开机成像，成功获取首幅合成孔径雷达影像图，影像图图像清晰，层次分明，信息丰富。至此，环境一号C星实现星地链路连通，星地系统工作正常。

9日18时19分，环境一号C星下传第一轨数据。中科院对地观测中心密云接收站准时捕获并成功接收全部数据。中国资源卫星应用中心成功完成标准产品生产，形成了第一幅影像图——郑州地区SAR图像。

据介绍，环境一号C星于今年11月19日发射，是我国首颗民用合成孔径雷达卫星，具备空间分辨率5米条带和20米扫描两种成像模式，幅宽分别为40千米和100千米；具有全天时、全天候的成像能力，可以不受天气影响，在多云、阴雨、大雾等任何恶劣天气条件下，准确获取地表真实的图像。相比光学成像卫星，环境一号C星对地观测效率大幅提高，大大提升了我国对地观测卫星的总体观测能力。

该星配置的S波段合成孔径雷达，可获取地物S波段影像信息，有效补充国际合成孔径雷达卫星数据的不足，将与其他国家在轨运行的雷达卫星一起，形成更加丰富的观测谱段，使国际对地观测体系更加完善，地物信息识别能力更强。

据悉，环境一号C星还将继续进行在轨调试运行。投入使用后，将与之前成功发射的环境一号A、B星组成我国环境与灾害监测预报小卫星星座，形成具备中高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率和宽覆盖的对地观测遥感系统，迅速、准确地获取我国大部分地区的自然灾害、生态和环境污染发生、发展与演变过程的相关信息，大幅提升我国环境与灾害的及时、动态监测预报能力，为我国环境保护和防灾减灾事业发展提供强有力的保障。

研究发现尿液细胞可重编程为多能干细胞

人体每天排出的一些废物有可能成为强大的脑细胞来源用于研究疾病，甚至有一天还可能用于神经退行性疾病的治疗。科学家们发现了一种相对简单的方法将人体尿液排出的细胞诱导生成有价值的神经元。

研究论文在线发布于近期的《自然方法》（Nature Methods）杂志上，Nature官网第一时间对相关成果进行了新闻报道。这一技术没有涉及胚胎干细胞。众所周知，当移植到人体时胚胎干细胞存在一些严重的缺陷，例如肿瘤形成风险。新技术利用的是尿液中的普通细胞，研究人员将它们转化成了神经祖细胞（neural progenitor cell）。

相比当前的方法，这些前体细胞可帮助研究人员更快地生成来源于患者、满足个体需要的细胞。

研究人员通常是通过重编程培养的皮肤细胞和血液细胞来生成诱导多能干细胞(iPS)的，iPS细胞可以进而形成机体内所有的细胞。但尿液是一种更加方便的来源。

来自中国科学院广州生物医药与健康研究院的干细胞生物学家裴端卿（Duanqing Pei）和同事们在以往的研究中证实可将尿液中的肾上皮细胞重编程为iPS细胞。

然而当时研究小组采用的是细胞重编程的一种常用技术——利用逆转录病毒将多能性基因插入到细胞中。这改变了细胞的遗传构成，有可能使它们具有不可预测性。

因此，在新研究中，裴端卿及同事们利用了不会整合到细胞基因组中的载体来导入基因。

在他们的一项实验中，研究人员仅在12天时间就生成了与多能干细胞相似的，来自尿液的重编程细胞圆形克隆，将通常生成iPS细胞所需的时间缩短至一半。

当进一步培养时，克隆呈现出与神经干细胞相同的玫瑰花环（rosette）形状。

裴端卿和同事们将细胞转移到神经元生长培养基中，发现这些重编程细胞在实验室中进一步生成了功能性的神经元。当研究小组重复这一实验，并将这些细胞移植到新生大鼠大脑中时，细胞没有形成肿瘤。

相反，研究人员在4周后检测大鼠大脑，证实细胞呈现出神经元的形状和分子标记物。

神经祖细胞能够在培养物中增殖，由此研究人员可以生成大量细胞供实验所用。获得足量的细胞此前一直是这些“直接重编程”技术存在的一个主要问题，相比生成及诱导iPS细胞分化，新技术能够更快地生成神经元。

加拿大多伦多病童医院医学遗传学家James Ellis说：“这肯定能够加快研究的速度。” Ellis主要利用患者特异性的iPS细胞从事自闭症谱系障碍研究。康涅狄格大学健康中心遗传学家Marc Lalande说：“新方法的优势在于：可以从几乎所有患者处获得这些尿液来源的细胞。”他表示：“我们从事儿童疾病研究。相比抽血，从孩子那里获得尿液样本更为容易。”

中国首次受控生态生保集成试验成功

中国航天员中心参试乘员唐永康、米涛在密闭试验舱内结束为期30天的科学试验顺利出舱，我国首次受控生态生保集成试验获得圆满成功。

试验验证了我国自主研制的受控生态生保系统集成实验平台，对推进我国长期载人航天飞行环控生保技术发展具有标志性意义。

“离开地球家园，飞向浩瀚太空，开展长时间、远距离、多乘员深空探测和地外星球开发，是人类未来航天技术发展的必然方向，而建立受控生态生保系统是解决航天员生命保障问题的根本途径。”中国航天员中心副主任邓一兵表示，成功实施空间交会对接和建立空间站之后，开展载人登月和建立月球基地将成为我国载人航天的重大战略目标。

据介绍，受控生态生保系统又称生物再生式生保系统，主要通过高等植物和微藻，为航天员生产食物、氧气和水，并去除航天员产生的二氧化碳等气体；通过饲养动物为乘员提供动物蛋白；通过微生物分解作用，将系统内的废物转化为可再用物质，从而实现系统内物质的完全闭合循环。

邓一兵介绍，该系统的最大特点是能实现系统内食物、氧气和水等基本生保物质的全部再生，可大大减少地面后勤补给，并为航天员提供一个鲜活的绿色环境，从而调节其心理状态。

11月1日8时45分，“2人30天受控生态生保系统集成试验”在北京航天城正式启动。本次试验依托中国航天员中心自主建设的受控生态生保系统集成实验平台，重点研究密闭系统中人与植物间的氧气、二氧化碳、水等物质的动态平衡调控机制，并掌握就地供应乘员新鲜食物的方法。

试验中，植物培养面积为36平方米，种植生菜、油麦菜、紫背天葵、苦菊4种可食用蔬菜，主要用于为2名参试乘员提供呼吸用氧，并吸收乘员呼出的二氧化碳，保证每名乘员每餐食用30～50克新鲜蔬菜。

参试乘员唐永康说：“试验还穿插进行了密闭生态系统中的植物生理、乘员生物节律与热反应、中医辨证，以及心理学、工效学、食品营养学、环境医学监测与评价、医监医保和空间站卫生清洁制度验证等方面的实验，并与德国合作开展了密闭环境中的乘员核心体温生物节律研究。”

据了解，中国航天员中心受控生态生保系统集成实验平台于2011年建成，具备氧气应急补充、二氧化碳应急去除、大气微量有害气体净化、睡眠保障、卫生保障、医学保障、安全保障等功能，舱内大气环境、光照和营养条件等参数均实现自动控制，确保了参试乘员的安全、健康和舒适。

嫦娥二号工程完美收官

12月13日，嫦娥二号卫星飞离日地拉格朗日L2点195天后，成功飞抵距地球约700万公里远的深空，以10.73公里/秒的相对速度，与图塔蒂斯小行星由远及近擦身而过，首次实现我国对小行星的飞越探测。至此，嫦娥二号再拓展试验圆满成功，嫦娥二号工程完美收官。

13日16时30分09秒，嫦娥二号与小行星最近相对距离达到3.2公里。交会时嫦娥二号星载监视相机对小行星进行了光学成像，这是国际上首次实现对该小行星近距离探测。

嫦娥二号是我国科技重大专项探月工程二期的先导星，于2010年10月1日发射，至2011年4月1日半年设计寿命期满，全面实现了既定的六大工程目标和四大科学探测任务。

中国探月工程首任总指挥栾恩杰表示：“嫦娥二号本是嫦娥一号的备份，我们原计划用它来弥补嫦娥一号任务的风险。”

为将卫星潜力发挥到极致，国防科工局会同总装备部、中国科学院、航天科技集团等单位，组织专家深入论证方案，经工程总指挥系统批准，在嫦娥二号半年设计寿命期满、全面实现工程目标和科学探测任务后，分别作出了两个重要决定：一是开展飞往L2点进行科学探测的拓展试验；二是开展飞越探测小行星的再拓展试验。

2011年4月下旬至5月底，开展了补拍月球南北两极漏拍点和再次对嫦娥三号预选着陆区进行高清晰成像拓展试验。同年6月9日开展了第三项拓展试验——受控从月球轨道出发飞往日地拉格朗日L2点。8月25日起，嫦娥二号环绕L2点进行了为期10个月的科学探测，获得了地球远磁尾离子能谱、太阳耀斑爆发和宇宙伽马爆的科学数据，拓展试验取得圆满成功。

今年6月1日，嫦娥二号卫星受控成功变轨，脱离L2点环绕轨道，飞往图塔蒂斯小行星，开展了再拓展试验。

承担“落月”任务的嫦娥三号正样研制进展顺利，各项工作抓紧推进，将于2013年下半年择机发射。嫦娥三号任务技术更新，风险更高，难度更大，责任更重，将实现我国航天器首次在地外天体软着陆，为我国深空探测的发展进一步奠定技术基础。

2013 年基金项目申请和接收规定有较大变化

日前，国家自然科学基金委员会发布《关于2013年度国家自然科学基金项目申请与结题等有关事项的通告》，开始安排2013年度国家自然科学基金项目申请和2012年应结题项目的结题工作。该通告涉及2013年科学基金项目申请接受方式、限项规定、申请人事项和依托单位事项等重要问题，其中2013年科学基金申请接收有较大变化。

自2013年起，基金委常设“项目材料接收工作组”，负责统一接收依托单位报送或邮寄的《国家自然科学基金申请书》、《国家自然科学基金资助项目计划书》和《国家自然科学基金资助项目结题报告》，基金委各科学部及相关局室不再接收上述材料。基金委不接收个人直接报送和非依托单位报送的项目材料。

项目申请

根据《国家自然科学基金条例》规定，基金委在2012年12月发布《2013年度国家自然科学基金项目指南》（简称《指南》），引导科学技术人员申请项目。

1. 自2013年开始，对申请项目的限项规定进行部分调整。

（1）国家重大科研仪器设备研制专项（自由申请项目）计入有关限项申请总数；（2）2012年已获得科学基金资助（不包括一年期资助项目）的项目负责人当年不得申请同类型项目。

2. 自2014年开始，2012年和2013年连续申请面上项目未获得资助的申请人当年暂停面上项目申请1年。

3. 依托单位应对本单位在站博士后人员的项目申请分别提供书面承诺函，该承诺函作为附件随纸质申请书一并报送。承诺函内容包括：保证在站博士后人员获得项目资助后，延长其在站期限至项目资助期满并负责解决其延长期间的生活费用；或出站留在依托单位继续从事相关研究。否则，基金委不受理在站博士后人员的项目申请。

申请接收

1. 基金委2013年度项目申请集中接收工作自2013年3月1日开始，3月20日16时截止（法定节假日不办公，3月16日和17日除外）。2013年3月16日至20日在基金委中德中心多功能厅办公。

2.对于随时受理申请的国际（地区）合作与交流项目，申请人应避开集中接收期提交申请。

申请人事项

2013年度申请书撰写采用离线和在线两种方式。

采用离线撰写申请书方式的项目类型包括：面上项目（不含青年科学基金—面上项目连续资助项目）、青年科学基金项目和地区科学基金项目。申请人于2013年1月1日后访问科学基金网络信息系统下载2013年版申请书，不得使用以前版本的申请书。申请人完成申请书撰写后，向依托单位提交电子申请书和签字后的纸质申请书原件（包含附件材料）。申请人应保证纸质申请书与电子版内容一致。

采用在线撰写申请书方式的项目类型包括：重点项目、重大项目、重大研究计划项目、国家基础科学人才培养基金项目、青年科学基金—面上项目连续资助项目、优秀青年科学基金项目、国家杰出青年科学基金项目、创新研究群体项目、海外及港澳学者合作研究基金项目、联合基金项目、国家重大科研仪器设备研制专项、科学仪器基础研究专款项目、科普项目、数学天元青年基金项目、重大国际（地区）合作研究项目、国际（地区）合作研究与交流项目等。

申请人完成申请书撰写后，在线提交电子申请书及其电子附件材料，下载并打印最终PDF版本申请书，向依托单位提交签字后的纸质申请书原件，无需提交纸质附件材料（有关证明信、推荐信、承诺函等纸质材料原件除外）。

依托单位事项

依托单位应对本单位申请人所提交申请材料的真实性和完整性进行审核，并在规定时间内将申请材料报送基金委。

依托单位应在基金委规定的项目申请截止日期前提交本单位电子申请书及其电子附件材料，并统一报送经单位签字盖章后的纸质申请书原件（一式一份）及要求报送的纸质附件材料。

报送申请材料时，还应包括：本单位公函和申请项目清单。材料不完整不予接收。提交电子申请书时，对离线撰写的申请书可通过自然科学基金项目申报系统打包上传或通过系统逐项提交，对在线撰写的申请书需通过系统逐项确认。

基金委于2013年5月5日前公布申请项目初审结果，并受理复审申请。

首台数字化正电子发射断层成像仪问世

华中科技大学教授谢庆国带领科研团队，成功研发出世界首台数字化正电子发射断层成像仪（PET）。

利用该数字PET追踪到的肿瘤，仅为目前商用PET能够发现的最小肿瘤的二十分之一，有助于更早、更灵敏地发现肿瘤、诊断癌症。

谢庆国介绍说，首台数字PET已完成了13例肺癌、肝癌、卵巢癌等癌症鼠，16例阿尔茨海默病鼠，30例正常鼠模型的研究。这些研究对仪器性能进行了全面验证，特别是证实了在空间分辨率上的重大突破。

2001年以来，谢庆国带领的医、工、理等13个学科交叉融合的团队，发明了一种“多电压阈值采样方法”，成功获得了足够信息的采集，准确得到了待测量的“信号”，实现了精确的图像重建，进而通过学、研、产的协同创新，完成了从数字PET理论发现，到关键探测器工业化生产，到商业机装配与动物成像试验的整个研发过程。

中国核学会核医学分会理事长、华中科技大学附属协和医院PET中心教授张永学称，分辨率上任何一点进步，在医学上都是革命性突破，对患者都意味着生命的延长，对医生意味着治疗的最佳时机与精准度；数字PET能使PET系统性能提升到一个新境界，可以更早检测和更准确诊断出疾病。

美国芝加哥大学终身教授、PET成像领域知名专家高建民博士认为，谢庆国开创了数字PET的先河，其中最迫切的是将技术转化为产业优势，实现中国尖端医学成像设备的产业升级和跨越式大发展。

我国破解“低风速大风电”技术难题

中国南车株洲电机有限公司12月15日宣布，他的成功研制出了我国首台适用于风速低于每秒7米的2兆瓦低风速风力发电机。

这一大功率风力发电装备的问世，将“激活”中国中部和东南部风能资源。

中国南车株洲电机有限公司新闻发言人朱剑飞介绍，科研人员经过技术攻关，采用新型齿轮传动、轻量化、高绝缘等级、低开路电压等技术，设计并生产出了一台功率达2兆瓦的低风速风力发电机。

这种装备能在不足每秒7米的低风速下运转并发电，将被首先应用于湖南境内的渌口风场并开始批量生产。

中国南车株洲电机有限公司技术专家介绍，长期以来，我国大型风力发电装备只能利用边远、高海拔地区高速风能资源，“并网难”“输送难”成为制约风力发电产业的“瓶颈”。

2兆瓦低风速风力发电机的问世，使经济发达、人口稠密且耗电量大的华东、华南、华中等占我国面积68%以上的“低风速地区”风能资源可就地利用，对新能源开发和环保减排具有重大意义。

我国大型自走式采棉机实现产业化

据12月4日贵州省重大科技专项“大型棉花采摘成套加工装备关键技术研究与产业化”验收会消息，由于该专项的实施，为我国采棉装备的研发和产业化撑起了一片蓝天。2009年至今，中国贵州航空工业集团已生产并销售大型自动采棉机426台，实现销售收入58320万元。

我国是世界棉花生产大国，与其他国家相比，我国棉花由于难以实现规模化生产而导致成本偏高。因此，实现棉花收获机械化、自动化，加快规模化生产进程，对于提升我国棉花及纺织产业的竞争优势意义重大。同时，面对价格不菲的国外采棉及加工机械，我国棉花生产企业盼着能早日用上具有良好性价比的优质国产采棉机及棉花加工机械。

中国贵州航空工业集团贵州平水机械公司，从本世纪初开始组织技术力量潜心研制国产采棉装备，发挥军工人才、技术优势，在消化、吸收、再创新的道路上艰难前行，自主研制生产的大型自走式采棉机，一举打破了国外棉花生产装备在我国的垄断地位。

但是，由于国外对相关装备和技术的封锁与挤压，国产采棉装备的关键技术与产业化水平均亟待提高。贵州省科技厅2008年底设立重大科技专项予以鼎力支持。中国贵州航空工业集团以贵州平水机械公司为主体，整合相关企业，与贵州大学等开展紧密的产学研合作，针对我国大型棉花采摘成套加工装备的技术指标与产能不能满足机械化采收的问题，开展了成套加工装备整机与关键零部件优化设计、制造工艺与质量检测等方面的技术攻关。

通过重大科技专项的实施，中国贵州航空工业集团与贵州大学等建立了优化设计数字化仿真平台与专业检测平台，研发了专用加工设备，完成了复合清花机和液压打包机样机试制，提升了自走式采棉机性能指标，贵州研制生产的自走式采棉机替代了进口，实现了产业化。采棉装备4MZ-5自走式采摘机，由新疆维吾尔自治区质量技术监督局委托新疆维吾尔自治区农机产品质量监督检验站检测合格，液压仿形阀经贵州省机电产品质量监督检验站检验合格；项目执行期内，还获得授权实用新型专利10项、外观设计专利1项；制定了企业标准3项，发布实施国家标准1项。

中国贵州航空工业集团负责人告诉记者，他们生产的采棉机不仅在新疆销售应用，并已销售应用到山东、河南等产棉区，而且正向国外的中亚地区市场扩展。今年已向客户供货109台，实现销售收入1.8亿元。

据介绍，为大力提升我国采棉装备的研发生产水平，2010年国家科技支撑计划又立项支持，由贵州与新疆建设兵团进行跨省区合作，发挥各自资源优势，开展“大型自动化棉花收获机关键技术的开发与示范”工作，以研制和开发水平摘锭式和梳齿式两种不同采摘方式的棉花收获机为目标，解决棉花收获机生产中的关键技术和加工工艺为核心内容，研制具有自主知识产权的两种类型棉花收获机。目前，研发工作进展顺利。

湖南华曙：中国式3D打印

2012长沙科交会上，一架尼龙材质纯白色二胡方才亮相，就惹得现场爆棚。诸人争相观赏，皆因它非“传统制造”，而由3D打印机直接打印。它的创造者是许小曙组建的湖南华曙公司。

上世纪九十年代，许小曙成为全球最大3D打印设备制造商美国3D Systems公司的技术总监，致力于选择性激光烧结技术的研究和产品开发，他带领团队研发出4代激光烧结3D打印机。

“理论上，只要你能设计出来，3D打印机就能打印出来。”2010年，入选湖南省首批“百人计划”的许小曙，在一笔2500万元的天使投资支持下建立了湖南华曙，“要为整个行业提供大家用得起的设备和大家用得起的材料”。

虽在设计制造激光烧结3D打印设备方面颇有功底，但材料研发还是让他吃尽苦头。

起初，湖南华曙选择采购国外原材料来配方制粉，几经失败后他们发现，由于进口的多是尾料，最终材料难以合格。于是，他们决定启用国产原材料。在经历寻找、选择以及对原材料生产工艺等方面的反复研究实验之后，在原材料供应上，他们建立了相对完善的质量检测机制，拥有了长期且稳定的合作伙伴。

国际上选择性激光烧结打印90%的材料来自德国Evonik公司的尼龙材料。由于处于垄断地位，这一材料售价高昂。湖南华曙迎难而上，从蓖麻油中提炼出原材料，通过添加剂使用及后处理、制粉工艺等自行研发的核心技术，研制出了自己的尼龙材料。

“我们的尼龙材料加工出的零部件机械强度略低于Evonik公司，但柔韧性指标比它们好一倍，如果我们可以将耗材价格降低一半，我们的市场将扩大10倍。”许小曙告诉记者，今年湖南华曙已接到30吨耗材订单，客户遍布欧美。

相比国内其他3D打印机生产商，湖南华曙将其生产经营目标定位于运用SLS技术、可直接打印终端产品的选择性激光烧结打印机上。今年6月，湖南华曙自行研制生产出了首台激光烧结3D打印机并远销美国，成为世界上美国3D Systems公司和德国EOS公司之外，第三家高端选择性激光尼龙烧结设备的制造商。

“比起国内同类产品，我们的设备在温度控制方面有显著提升。”许小曙说，激光烧结过程中会产生热胀冷缩，不能控制好温度，打印出来的物体就会产生变形。湖南华曙激光烧结3D打印机在使用尼龙材料制造时精度误差可控制在0.1毫米以内。

目前，湖南华曙成为了世界唯一一家能同时自主制造上述设备及粉末材料并提供终端产品制造服务的企业。在湖南华曙之前，我国在这方面的技术相当于美国1995年左右的水平。而今我国与国外在此技术上站在了同一水平线。

许小曙预计，湖南华曙今年营业收入将超过1000万元，“没准会成为国内行业第一家赚钱的企业”。

同时，他也表示，材料多样性是这个领域的一个挑战，“除高分子材料外，陶瓷、金属等都已进入了激光烧结3D打印，但过高成本仍然制约着该项技术的推广。在下一阶段，我们将继续研发多种高温下可溶性材料”。

今年4月出版的英国《经济学人》杂志认为，全球工业领域正经历以“数字化制造”为标志的第三次革命，其中3D打印成为未来制造业的趋势。湖南华曙3D打印，吹响了中国创新的号角。

科学家首次在一根纤维上同时实现光电转换和储能

复旦大学先进材料实验室彭慧胜课题组成功研制出一种新型能源器件——取向碳纳米管纤维，在世界范围内“首次在一根纤维上同时实现光电转换和储能”，该原创性成果被12月最新一期的国际期刊《应用化学》作为封面文章发表。

彭慧胜团队新研制出的这种新型、柔性的纤维状能源集成器件，可以制成一根根像头发丝一样细的纤维状太阳能电池，其直径只有60～100微米。

他们使用碳纳米管纤维材料制造了一系列高效率的线状染料敏化太阳能电池和聚合物太阳能电池，并且具有良好的柔性和可编织性，最高光电转化效率超过9%；也成功利用同一纤维材料构建了微型线状超级电容器。

据介绍，目前器件对太阳能的利用率不到1%，传统板状太阳能电池在应用场所选择和可移动范围方面尚有一定的局限性，且在面积和朝向上对阳光入射角度也有很高要求。

与现有太阳能电池不同，这种新型太阳能纤维电池，在将太阳光转换成电能的同时，还能把这些能量储存起来，而不需要外接其他蓄电池或储能设备。

此外，传统太阳能电池多由单晶硅制成，不仅成本较高，而且其生产过程高能耗、高污染，对环境有很大影响。彭慧胜表示，将碳纳米纤维制成太阳能电池的过程基本无污染、效率高、成本低，制作工艺相对简单，具有大量稳定生产的可能性。

专家认为，取向碳纳米纤维能源器件的研发成功，为发展下一代光伏器件指出了一个富有前景的新方向，为线状能源器件的大规模应用奠定了良好的基础。

气象科学数据共享助成青藏铁路圆满开通

20多年前，美国现代旅行家保罗!泰鲁在《游历中国》一书中曾断言：“有昆仑山脉在，铁路就永远到不了拉萨。”国外一些权威专家也曾断言：按人类现有的科技水平，要让铁路横穿昆仑山和唐古拉山，至少要在100年以后！

然而在2006年7月1日，这些魔咒般的断言被彻底打破。这天，从格尔木至拉萨，列车以每小时120公里的速度，飞驰在平均海拔超过4000米的雪域高原上。

在青藏高原修铁路，将面临多年冻土、高寒缺氧和生态脆弱这些难题的严峻挑战。要破解这些难题，就需要气象部门积累几十年的、系统的青藏高原气象观测资料。而2001年启动的气象科学数据共享工程，为我国科学家成功破解这些难题，提供了全方位的服务。

该项目首席科学家、国家气象信息中心副主任李集明说：气象科学数据共享工程倾其全力为青藏铁路建设服务，在几年的施工建设中，我们先后为8个科研技术部门所牵头的13项青藏铁路相关重大科研与技术课题提供了多次的气象资料共享服务。同时，为了提高气象数据质量和可利用度，在2001和2002年度任务中还专门研制了4种青藏高原地区的气象科学数据集产品，方便科研技术人员应用。

为破解冻土难题提供气象信息支撑

冻土是一种对温度十分敏感且性质极不稳定的土体，由于全球气候变暖和高原地区人为活动增多，使进入冻土层的热量有所增加，引起冻土融化、多年冻土上限下降和沉降变形，导致不稳定程度更加剧烈，使得冻土环境遭到破坏，诱发各种工程病害。因此，青藏铁路路基成败的关键在冻土，冻土的关键问题在融沉。

青藏铁路要穿越长约550公里的多年冻土区，这里海拔在4500米以上，气候寒冷，气压低。通过气象科学数据共享服务，相关科技人员得到了青藏铁路沿线8个气象观测站长年代、高质量的年平均气温、地表年平均温度和冻土深度等资料，与风火山观测站近40年资料一起进行统计分析，找出了气温、地表温度、冻土深度这三者间的变化关系，分析出了青藏高原冻土地区气温总体变化趋势，从而绘制完成了多年冻土区冻土特征综合趋势图，并在此基础上，完成了青藏高原冻土区气候、冻土及工程综合监测的可行性报告。为我国科学家成功解决冻土问题提供了技术上的支撑。

为高原生态保护提供气象信息支撑

青藏高原生态系统类型多种多样，生物种群丰富多彩，是我国和南亚地区的“江河源”和“生态源”，有特有的、极具保护价值的珍稀濒危野生动植物物种资源，是世界上仅有的独特的生态环境系统和世界山地生物物种一个重要的起源和分化中心。其原始生态环境在全球占有特殊的地位。

但是，青藏高原生态环境十分脆弱，一旦遭到破坏则不可逆转，有的植被恢复需要上百年的时间。高寒、干旱、原始和极其脆弱是这一区域生态环境的显著特征。因此，在青藏铁路建设过程中，特别注重保护青藏高原的自然生态环境。在日后的运行过程中，它也将是一项艰巨的、长期的任务。

然而，人类活动、气候环境变化和自然生态系统布局三者的改变，直接影响着高原自然生态环境。科技人员通过气象科学数据共享服务获取的青藏高原相关数据集，分析了气压、气温、降水、风、湿度和地温等气象数据，得到了高原主要生态系统分布与气候环境要素的定量关系，模拟并估算出未来高原地区温室气体排放与高原植被、高原生态系统分布格局等方面的关联，为设计和建设部门提供了保护青藏高原自然生态环境的重要决策参考。

为铁路建设施工提供气象信息支撑

气象科学数据共享工程提供了以青藏铁路沿线青海的格尔木、五道梁、沱沱河，西藏的班戈、安多、那曲、当雄、拉萨等气象站为主体，和北纬73度～105度、东经25度～40度高原地区402个气象站的气压、气温、相对湿度、降水、风、能见度、云、0至320厘米9层地温、日照、冻土、蒸发、积雪、雷暴、闪电、总辐射、净辐射、反射辐射、散射辐射、直接辐射等地面气象要素资料。据统计，气象科学数据共享工程提供的数据累积量达1000MB。其中能见度、云、0至320厘米9层地温、冻土、蒸发、积雪、雷暴、闪电等气象要素，均作为支持国家重中之重项目特例，定制服务，为施工大军克服高原缺氧，战严寒、斗酷暑、规避灾害性天气影响提供了大量基础信息，保证了工程按期进行。

为青藏铁路消除供电隐患

青藏铁路沿线平均海拔在4000米以上，闪电、雷暴、风雪和冰雹等灾害性天气事件时常发生。这些恶劣天气现象直接加大了青藏铁路沿线的供电隐患。

为了保证青藏铁路的正常、安全供电，保证重大工程完工和正常运行，气象科学数据共享工程积极配合，专门为用户加工处理了青藏铁路沿线各气象站多年闪电、雷暴、雪、冰雹等非常规气象资料，形成专题数据集，为制定沿线冻土及融冻地区对输变电工程的接地要求、变电所的防雷标准、沿线多雷区输电线路的耐雷水平和雷击跳闸率等开展了专项服务，确保了青藏铁路供电系统的可靠性。

建立极端环境条件物质标准

《极端（特殊）环境条件物质标准》的研究，是针对我国西部大开发建设急需制定的系列标准，也是青藏铁路建设项目配套的基础设施和日后机电产品的正常使用的重要技术标准。气象数据的分析处理，已成为项目工作的主要技术基础。

科技人员通过对青藏高原地区402个气象站的极端和常规气象要素的分析，制定了以气压、气温、相对湿度、太阳辐射强度、降水、结冰和冻土气象环境参数为主体的气候条件严酷等级，形成了高原机电设备标准体系、特殊环境条件分级、金属材料、高分子材料、主要机电设备和工程机械设备等25项国家标准。

这些标准填补了物质材料和基础设备在上述特殊自然环境的性能研究的空白，解决了由于高原地区存在气压低、太阳辐射强、气温低和天气条件复杂多变等特殊气候条件对机电产品的正常使用和重大工程项目配套的基础设施的危害等问题。看着一条条钢铁巨龙在高原上飞驰，国家气象信息中心从事气象科学数据共享服务的技术人员充满欣慰，他们的辛勤劳动，他们服务的基础气象数据，不正是一条无形的铁路路基吗？

我国科学家破解神经细胞身份密码

大脑发生严重疾病像精神分裂症、自闭症、抑郁症，甚至脑肿瘤等，都可能是因为神经细胞某种蛋白质表达出现问题所致。如果有一种方法可以知道基因是如何表达的，为什么这样表达，发生大脑疾病时，是哪一基因表达出了问题，对于研究此类疾病机理，“对症下药”，将起到关键作用。

上海交通大学12月5日对外发布，该校系统生物医学研究院吴强科研团队发现一种特殊蛋白质调控机理，在大脑发育中原钙粘蛋白表达调控机理研究方面取得新进展，阐明了原钙粘蛋白家族在大脑中细胞特异性表达的分子机制。成果最近发表在综合类国际顶级学术期刊PNAS上。

课题组负责人、上海交大系统生物医学研究院吴强教授介绍，这一研究成果对科学家破解人类基因组的编码调控机制，以及认识脑发育中单个神经细胞身份密码如何建立和复杂神经精神疾病发病机理将产生深远影响。

大脑含有上千亿个不同的神经细胞，每个神经细胞又形成上万个特异性突触连接，因为它们各有一张由原钙粘蛋白群组合而成的“身份证”。原钙粘蛋白群是怎样组合表达的，就构成了每个神经细胞的“身份证号码”。吴强的科研团队通过模式神经细胞系，利用细胞发育系统生物学和基因组学技术，结合遗传学和生物化学方法，发现了原钙粘蛋白表达调控的分子机制，终于破解了神经细胞身份密码这一“谜团”。

针对神经细胞“身份证号码”产生原因的研究，有利于揭示一类神经精神疾病产生的分子机制。针对神经细胞“身份证号码”的进一步深入研究，将有助于人们对复杂神经网络形成机理的理解，并促进对脑肿瘤、精神分裂症、自闭症等大脑疾病发病机制研究。将来科学家或许可以通过遗传操作控制神经细胞“身份证号码”的产生，应用于转化医学，从而造福人类。

我国研究人员在预测抗癌药物活性方面获进展

癌症是目前世界人口死亡的第一原因。全世界每年因癌症死亡的人口超过720万人。而在中国，每年因癌症死亡的人口也超过了170万。

因此，开发新的抗癌药物是科学界和医学界的热点和难点。但直接采用实验的方法筛选抗癌药物具有花费大、时间长的特点。以小分子为例，现在已知的小分子化合物超过了1000万个，因此直接采用实验的方法从这1000万个化合物中筛选药物小分子几乎是不可能的。因此，建立一个高效、可靠、准确的抗癌药物的计算生物学筛选系统对发掘新的抗癌药物具有重要意义。

为了建立抗癌药物活性的计算生物学预测系统，在中国科学院昆明动物研究所生物信息与系统生物学实验室黄京飞研究员的指导下，李功华博士开发了一个新的基于分子药效团的小分子比对算法，并将该算法应用于预测小分子的抗癌活性。通过交叉验证，其得到的结果令人振奋：其预测的线下面积（AUC）达到了0.878，显示该算法能很好的预测药物小分子的抗癌活性。为了使该算法能被不同学科的研究者和医药工作者应用，李功华开发了一个简便易用的预测抗癌药物活性的网页服务器（http://bsb.kiz.ac.cn/CDRUG/）。

该研究发表在最新一期的计算生物学杂志Bioinformatics上。

线粒体全基因组测定揭示家鸡驯化史

为探讨家鸡的驯化历史，中科院昆明动物研究所的研究人员发现了家鸡较为清晰的母系遗传背景信息。该研究成果日前在线发表于国际期刊《遗传》。

据介绍，从肉蛋供应到供人娱乐，家鸡在人类生产生活中扮演着重要角色。在被驯化之后，家鸡跟随人类扩散到世界各地，成为饲养最为广泛的家禽。而家鸡的驯化问题，自达尔文时代以来就一直广受学术界关注。

之前一系列的工作表明，家鸡的主要野生祖先是红原鸡。

为此，张亚平院士研究组的苗永旺和彭!晟等研究人员基于母系遗传的视角，对收集到的家鸡和红原鸡样本的线粒体DNA控制区片段进行了研究，结果发现，家鸡线粒体DNA的不同支系可能起源于包括南亚、东南亚以及中国南部在内的广大区域，可能涉及多次驯化事件。

同时，该研究组通过与国内外的研究人员合作，在对东亚、东南亚、南亚的家鸡和红原鸡样本控制区片段初步分析的基础上，选取50份代表样本进行了线粒体全基因组测定，构建了线粒体DNA系统发育树并对单倍型类群进行了界定。

研究结果显示，家鸡和红原鸡之间可能存在持续杂交，或是家鸡的驯化时间较短。

基于系统发育树，研究人员对包括已发表数据在内的近5000条控制区序列进行了重新分析，揭示了分别发生在南亚、中国西南及其邻近东南亚地区的局部驯化事件。

此外，对单倍型类群D的分析表明，南岛语系人群在移居太平洋岛屿过程中所携带的家鸡主要来自东南亚地区。